一种基于GPRS和M‑BUS的远程无线热抄表系统技术方案

一种基于GPRS和M‑BUS的远程无线热抄表系统，其特征在于它包括电源转换模块、MCU模块、M‑BUS数据转换模块、射频模块和通信模块；优越性在于：运营费用低、在线传输速率快、实时性强、控制可靠，市场的认可度高；底层通信采用M‑BUS总线通信方式，解决了RS485总线需要在总线终端加匹配电阻，损失部分总线功耗，减弱了带负载能力这一难题；解决了局部节点组网通信距离短等问题；且布线方便、管理简单。

【技术实现步骤摘要】
一种基于GPRS和M-BUS的远程无线热抄表系统(一)
：本技术属于抄表
，特别是一种基于GPRS(通用分组无线服务技术GeneralPacketRadioService)和M-BUS(远程抄表系统SymphonicMeter-Bus)的远程无线热抄表系统。(二)
技术介绍
：改革开放以来，我国的经济迅猛发展，各项工程建设取得了令人瞩目的巨大成就。随着科技的进步和发展，远程抄表系统已经成为建设智能小区中重要组成部分。我国在这个领域起步较晚,但是发展势头非常迅猛。目前远程抄表多半采用短信通信定时上报方式进行抄表，这种抄表方式比较落后、费用高、实时性差、远程控制能力差、无法及时准确监控现场热表的运行情况等缺点，针对目前抄表方式存在种种弊端，提出并设计了基于GPRS和M-BUS的实时在线无线网络远程抄表系统，该系统具有实时在线、远程传输、控制可靠等优点。随着电子技术和无线网络迅速的发展，基于GPRS无线网络的远程实时在线抄表技术越来越成熟，传统人工抄表和基于GSM(全球移动通信系统GlobalSystemforMobileCommunication)主动上报抄表方式很容易被基于GPRS和M-BUS的实时在线抄表方式所取代，该系统具有广阔和良好的应用发展前景。(三)
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于GPRS和M-BUS的远程无线热抄表系统，它可以克服现有技术的不足，是一种安全可靠、结构简单、稳定准确的无线抄表系统。本技术的技术方案：一种基于GPRS和M-BUS的远程无线热抄表系统，其特征在于它包括电源转换模块、MCU(微控制单元MicroControllerUnit)模块、M-BUS数据转换模块、射频模块和通信模块；其中，所述电源转换模块的输入端经接线端子与外部电源相连，其输出端分别为MCU模块、M-BUS数据转换模块、射频模块和通信模块供电；所述MCU模块分别与M-BUS数据转换模块、射频模块和通信模块呈双向连接。所述电源转换模块是由开关电源和DC/DC电压转换芯片构成，电压24V转3.3V采用LM2576S-3.3稳压芯片，电压24V转3.9V采用LM2576S-ADJ稳压芯片；所述开关电源的输出端连接DC/DC电压转换芯片的输入端；所述DC/DC电压转换芯片的输出端将转换后的电输送给MCU模块、M-BUS数据转换模块、射频模块和通信模块。所述M-BUS数据转换模块是由数据采集单元和数据转换单元组成；所述数据采集单元有与待抄热表上两条无极性数据线相连的1号M-输入端子和2号M+输入端子；所述数据采集单元的输入端采集待抄热表的数据，其输出端与数据转换单元的输入端连接；所述数据转换单元的输出端有与MCU模块相连的5号Tin端子和6号Rout端子。所述1号M-输入端子和2号M+输入端子之间有TVS保护和短路保护。所述5号Tin端子和6号Rout端子与MCU模块之间通过UART(通用异步收发传输器UniversalAsynchronousReceiverTransmitter)相连。所述射频模块是由GPRS无线模块和SIM卡电路构成；所述GPRS无线模块选用华为MG301芯片，GPRS芯片的开机、复位、数据传送引脚与MCU模块相连，数据交互通过UART与MCU模块相连，数据收发引脚和SIM卡引脚与SIM卡座相连；MG301模块共有68个引脚，系统设计时所用到的引脚是:电源引脚、数据收发引脚、复位引脚、SIM卡引脚、模块工作状态引脚、开关机控制引脚。所述通信模块是由RS485通讯电路和RS232通讯电路组成，所述通信模块的电源输入引脚与电源转换模块的输出端相连；RS485和RS232通讯电路数据交互端经UART与MCU模块连接；所述RS485通讯电路和RS232通讯电路的数据输入端经外部端子与外部数据线相连。所述RS485通讯电路中有SP34816芯片；所述RS232通讯电路中有MAX3232芯片。所述MCU模块是由单片机、外部时钟电路、复位电路、数据存储和JATG(联合测试行为组织JointTestActionGroup)接口电路组成；所述MCU模块经UART与GPRS无线模块的MG301芯片、M-BUS转换模块、RS485通讯电路和RS232通讯电路连接，所述复位电路采用TPS3820芯片，数据储存采用ATMEL1508芯片。所述单片机采用飞思卡尔公司K10系列MK10DN512VLL10芯片；所述K10单片机芯片与M-BUS数据转换模块的5号Tin端子和6号Rout端子之间通过UART通信串口相连；所述K10单片机芯片与通信模块的数据交互端连接。所述远程无线抄表系统由抄表数据管理中心、抄表设备和热表组成；所述远程无线抄表系统与抄表设备之间是通过GPRS网络进行远程通信；所述抄表设备与热表之间通过M-BUS总线形成一个主从网络。本技术的具体工作方法如下：(1)抄表设备上电之后，系统时钟、端口、串口等模块开始初始化，从存储芯片中读取抄表设备参数，如果读取设备参数不正确，则设备不能正常工作；(2)当抄表设备读取设备参数成功之后，GPRS上电启动注册2G网络，然后进行通信参数设置，打开GPRS数据业务与服务器建立连接；(3)当抄表设备与服务器建立连接后，数据通过GPRS模块，判断数据是否是对热表操作，如果指令不是对热表操作，那么就是对抄表设备进行参数设置操作。GPRS模块内嵌TCP/IP(传输控制协议/因特网互联协议——TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)通讯协议，只需给GPRS模块正确的上电时序和发送正常开机控制指令，就能正常通信，实现抄表管理系统和抄表设备之间的数据交互。GPRS完成启动、注册、打开TCP/IP通讯、与服务器建立网络连接，若此时GPRS状态指示灯开始闪烁，表明GPRS连接和通信正常，可以开始进行抄表工作；(4)远程抄表设备与热表之间采用的M-BUS总线相连接，它们之间的数据交互都是通过M-BUS总线进行的。GPRS登陆之后，抄表设备根据已设置填写的抄表地址，当接到“发送抄表指令”时，开始抄表。若抄表设备抄表成功，数据将正常上传。如果指令是对表操作将指令透传给热表，等待热表回复，当热表回复的数据给抄表设备时，对数据进行检测，如果数据正确完整将抄表数据通过GPRS透传给服务器，如果检测到数据不正确时，需要重新发送指令给热表；(5)第一块表抄表成功、数据存储完毕之后，接着读取抄表设备下第二块表的地址，抄表设备检测到抄表指令之后，直接透传给热表，热表接受到指令立刻抄表，并把数据返回给抄表设备，抄表设备检测数据正确性和完整性之后，将数据上传给抄表管理系统，抄表管理系统检测数据的正确性和完整性之后，解析和存储数据。本技术的工作原理：本系统所采用的开关电源可将220VAC转换成24VDC，其输出功率为100W,电流达到4.5A。24V经稳压滤波处理后直接给DC/DC电压转换芯片供电，24V经过LM2576S-3.3稳压后得到3.3V为MCU模块中的处理芯片K10供电，同时为通信模块中的RS485通讯、RS232通讯供电，24V经过LM2576S-ADJ稳压后得到3.9V为射频模块中的GPRS芯片MG301供电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于GPRS和M‑BUS的远程无线热抄表系统，其特征在于它包括电源转换模块、MCU模块、M‑BUS数据转换模块、射频模块和通信模块；其中，所述电源转换模块的输入端经接线端子与外部电源相连，其输出端分别为MCU模块、M‑BUS数据转换模块、射频模块和通信模块供电；所述MCU模块分别与M‑BUS数据转换模块、射频模块和通信模块呈双向连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于GPRS和M-BUS的远程无线热抄表系统，其特征在于它包括电源转换模块、MCU模块、M-BUS数据转换模块、射频模块和通信模块；其中，所述电源转换模块的输入端经接线端子与外部电源相连，其输出端分别为MCU模块、M-BUS数据转换模块、射频模块和通信模块供电；所述MCU模块分别与M-BUS数据转换模块、射频模块和通信模块呈双向连接。2.根据权利要求1所述一种基于GPRS和M-BUS的远程无线热抄表系统，其特征在于所述电源转换模块是由开关电源和DC/DC电压转换芯片构成，电压24V转3.3V采用LM2576S-3.3稳压芯片，电压24V转3.9V采用LM2576S-ADJ稳压芯片；所述开关电源的输出端连接DC/DC电压转换芯片的输入端；所述DC/DC电压转换芯片的输出端将转换后的电输送给MCU模块、M-BUS数据转换模块、射频模块和通信模块。3.根据权利要求1所述一种基于GPRS和M-BUS的远程无线热抄表系统，其特征在于所述M-BUS数据转换模块是由数据采集单元和数据转换单元组成；所述数据采集单元有与待抄热表上两条无极性数据线相连的1号M-输入端子和2号M+输入端子；所述数据采集单元的输入端采集待抄热表的数据，其输出端与数据转换单元的输入端连接；所述数据转换单元的输出端有与MCU模块相连的5号Tin端子和6号Rout端子。4.根据权利要求3所述一种基于GPRS和M-BUS的远程无线热抄表系统，其特征在于所述1号M-输入端子和2号M+输入端子之间有TVS保护和短路保护；所述5号Tin端子和6号Rout端子与MCU模块之间通过UART相连。5.根据权利要求1所述一种基于GPRS和M-BUS的远程无线热抄表系统，其特征在于所述射频模块是由GPRS无线模块和SIM卡电路构成；所述GPRS无线模块选用华为MG301芯片，GPRS芯片的开机、复位、数据传送引脚与MCU模块相连，数据交互通过UART与MCU模块相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晟，
申请(专利权)人：天津市华大海纳科技有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12